电缆截面的选择方法及计算示例

电缆截面的选择方法及计算示例

1 按长期允许载流量选择电缆截面

为了保证电缆的使用寿命，运行中的导体电缆温度应不超过规定的长期允许工作温度：聚氯乙烯绝缘电缆为70℃，交联聚乙烯绝缘电缆为90℃。根据这一原则，在选择电缆截面时，必须满足下列条件：

I max ≤I 0K

式中：I max ——通过的最大连续负荷载流量（A ）；

I 0 ——指定条件下的长期允许载流量（A ），见附表1； K ——长期允许载流量修正系数，见附表2.

举例：某工厂主变压器容量S 为12000KVA ，若以直埋35KV 交联电缆供电，试问应选择多大电缆截面？（土壤温度最高30℃，土壤热阻系数2.5）

解：按下列计算电缆线路应通过的电流值 I=

U S 3=35

312000

=198（A ） 查附表1-12得：铜芯交联电缆8.7/10KV 3×95mm ²，最大连续负荷载流量为220A ，25℃。由于敷设土壤温度最高为30℃，应进行温度修正。

查附表2-2得修正系数为0.96. I 修=220（A ）×0.96=211（A ）

通过土壤温度的修正后该电缆的连续负荷载流量虽只有211（A ），仍能满足电缆线路198（A ）的要求。

2 按经济电流密度选择电缆截面

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸即导体截面经济最佳化的观点：电缆导体截面的选择，不仅要考虑电缆线

路的初始成本，而且要同时考虑电缆在寿命期间的电能损耗成本。因此要从经济电流密度来选择电缆截面。 （1）经济电流密度计算式： J=1000

]201[2020⨯−⨯⨯⨯）（＋m B F A

θαρ

（2）电缆经济电流截面计算式：

S j =I max /J

式中：J ——经济电流密度（A/mm ²）； S j ——经济电流截面（mm ²）；

B=（1+Yp+Ys ）(1+λ1+λ2)，可取平均值1.0014； P 20————20℃时电缆导体电阻率（Ω·mm 2/m ）

铜芯为18.4×10-9，，

铝芯为31×10-9，计算时可分别取18.4和31。

d 20————20℃时电缆导体的电阻温度系数（1/℃）。铜芯为0.00393，铝芯为0.00403.

（3）10KV 及以下电力电缆按经济电流密度选择电缆截面，宜符合下列要求：

①按照工程条件、电价、电缆成本、贴现率等计算拟选用的10KV 及以下铜芯或铝PVC/XLPE 绝缘电力电缆的经济电流密度值。（详见GB 50217—2007《电力工程电缆设计规范》附录B 《10KV 及以下电力电缆经济电流截面选用方法》）。

②对备用回路的电缆，如备用的电动机回路等，宜按正常运行小时数的一半选择电缆截面。对一些长期不使用的回路，不宜按经济电流密度选择电缆截面。

③当电缆经济截面比按热稳定、容许电压降或持续载流量要求的截面小时，则应按热稳定、容许电压降或持续截流量较大要求的截面选择。当电缆经济截面介于电缆标称截面档次之间，可视其接近程度、选择较近一档截面，且宜偏小选取。

（4）上述计算式及要求虽然精确但比较繁杂。为方便起见，推荐下列简化的经济电流密度计算方法：

首先应知道电缆线路中年最大负荷利用时间，然后从下表中查得我国目前规定的电缆导体材料的经济电流密度，再按下式计算电缆截面。

S

j =

J I

max

式中：I

max

——最大负荷电流（A）；

J——经济电流密度（A/mm²）。

根据计算所得的经济电流截面，通常选择不小于这个计算值并靠近这个值的电缆标称截面。

我国规定的电缆经济电流密度

按经济电流密度选择电缆，一般只适用于高压线路。

3 根据电网允许电压降选择电缆截面

当电流通过电线电缆时，由于线路中存在阻抗，必然产生电压降（电压损失），线路越长，截面越小，电压损失越大。一般规定：照明线路中允许相对电压降不应超过2.5~5%，户内动力线路不应超过4~6%允许值，输配电线路不应超过7%。如果线路电压降超过允

许值，供电品质将无法达到设计要求。应适当增大电缆截面，使之达到要求。

在低压线路中，当给定了负载的电功率P ，送电距离L ，所允许的相对电压降为ε时，则电缆截面按下式计算：

S=

ε

C PL

式中：P ——负载的电功率（KW ）； L ——送电线路距离（m ）;

C ——根据导体材料及送电电压确定的线路功率系数（见下表） ε——允许的相对电压降（%）

线路功率系数C 值

举例：有一条380V 三相四线制线路，总长2500m ，终端负载功率为6KW ，线路末端允许电压降为4%，使用铜芯电缆，求电缆截面。 解：已知L=2500m P=6KW ε=4，表中查得C=76.5 代入上式：S=

4

5.762500

6⨯⨯=49.02mm ²

该线路电缆主线芯应选50mm ²，三相四线制电缆型号规格应选择VV 0.6/1KV 3×50+1×25电力电缆。 附表1：电力电缆载流量表 1.1 聚氯乙烯绝缘电力电缆载流量

连续负荷载流量见表1-1 表1-3。ρ

W 和ρ

D

的（水分迁移）为热阻系数。

表1-1 单芯非铠装聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量（A）

表1-3 三芯

1.2 交流聚乙烯绝缘电力电缆载流量

连续负荷载流量见表1-4 表1-11。ρ

w 和ρ

D

(水分迁移)为热阻系数。

附表2 载流量修正系数